Das lógicas vigentes de produção e consumo mais recorrentes no sistema da moda, emergem problemáticas ambientais e sociais de escala mundial. Ao longo da sua evolução, a produção têxtil, uma das atividades humanas mais antigas e elementares, tornou-se uma importante responsável pelo consumo em grande escala e uso indevido de recursos naturais e, associada aos valores de consumo da sociedade urbano-industrial, a sazonalidade da moda é mais um agravante. Fruto de uma visão de mundo fragmentada, intrínseca ao paradigma moderno, o design têxtil e de moda, assim como outras áreas do conhecimento, se desenvolveram orientados a sustentar um padrão de desenvolvimento econômico e tecnológico compatíveis com estas lógicas, de forma que no Brasil, importantes saberes sobre processos tecnológicos e o uso de matérias-primas inerentes a nossa cultura popular foram levados a um processo de desuso e esquecimento. Saberes estes intimamente associados à biodiversidade e tidos como de extrema importância dentro das políticas nacionais e internacionais de desenvolvimento ambiental e social. Neste contexto, este trabalho se desenvolveu com o objetivo de propor uma coleção de fios, produzidos a partir de fibras de paina, da espécie nativa Chorisia speciosa, e de técnicas têxteis artesanais, associando à criação as pesquisas teórica e experimental. O método que delineamos para o desenvolvimento da coleção de fios abrange: i) pesquisa teórico-conceitual, em que foram levantados os principais conhecimentos sobre as matérias primas e técnicas no âmbito da cultura têxtil popular brasileira e as principais tendências de moda e consumo no Brasil e no mundo; ii) pesquisa técnico-experimental, fase da pesquisa em que foi testada a viabilidade técnica de transformar as fibras de paina e diferentes misturas destas com fibras de algodão e lã em um fio, bem como o seu tingimento, utilizando as técnicas artesanais pesquisadas na etapa anterior; iii) desenvolvimento da coleção de fios propriamente dita. A partir dos dados obtidos na pesquisa, foi identificado que o vasto conhecimento popular a cerca das técnicas têxteis demonstra imenso potencial ao incorporá-lo no processo criativo têxtil. Além disso, a pesquisa técnico-experimental apontou a viabilidade de fiação da paina com misturas de algodão e lã, bem como o seu tingimento natural. Por meio deste trabalho foi possível então ratificar a importância e potencial de aliar a pesquisa científica à criação de moda tanto para o desenvolvimento de um novo material, como na proposição de formas distintas de produção e consumo de moda. As tendências de moda pesquisadas demonstraram que uma parcela da sociedade vive na atualidade uma intensa e acelerada redefinição de conceitos, valores e estilo de vida que contrariam a configuração do mercado de moda e a lógica de consumo predominante inerente a este, e se projetam gradativamente em transformações nos comportamentos de consumo e consequentemente no mercado e economia. Assim, elas apenas reafirmam a valia da presente pesquisa para o mercado de moda e a propensão deste à aceitação de produtos como o que propusemos aqui. / Social and environmental issues have emerged in global scale from the prevailing logics of production and consumption recurrent in the fashion system. The textile production, one of the oldest elementary human activities, has become a major factor in large scale consumption and in the misuse of natural resources throughout its evolution. Another aggravating factor is the urban-industrial society consumption values and the seasonality of fashion. As a result of a fragmented worldview, intrinsic to the modern paradigm, the textile and fashion design as well as other areas of knowledge - have been developed towards the sustainability of economic and technological development patterns compatible to these logics. In Brazil, important knowledge about technological processes and the use of raw materials, inherent in our popular culture, feel in disuse and oblivion. This knowledge is closely associated with biodiversity and taken with paramount importance for national and international environmental and social development policies. In this context, this work was developed aiming to propose a yarn collection produced with kapok fibers - from the native specie Chorisia speciosa - and textile craft techniques, linking creation to theoretical and experimental research. The outlined method for the development of the yarn collection includes: i) theoretical and conceptual research, in which we analyzed the main knowledge on raw materials and techniques in Brazilian popular textile culture and main fashion and consumption trends in Brazil and the world, ii) technical and experimental research, the phase in which we tested the technical feasibility of kapok fibers transformation and different mixtures of these fibers with cotton and wool on a yarn, as well as its dyeing, using the handmade techniques surveyed in the previous step, iii) development of yarn collection. From the data obtained in the research, we identified that the vast popular knowledge on technical textiles have immense potential to be incorporated in creative textile process. In addition, technical experimental research demonstrated the feasibility of kapok spinning with mixtures of cotton and wool, as well as its natural dyeing. Throughout the work, it was possible to confirm the potential importance of linking scientific research to fashion creation for both the development of new material and for proposing different forms of fashion production and consumption. Fashion trend research showed that part of the society is experiencing an intense and accelerated redefinition of concepts, values and lifestyle that contradicts the fashion market configuration and its consumer logic. Results of this process have gradually been projected as changes in consumer behavior, and consequently, in the market and the economy. Therefore, they reaffirm this research value for the fashion market and its propensity to accept the proposed products.

No mundo atual é possível observar uma produção crescente de resíduos sem uma destinação adequada, tendo como destino principal o descarte em aterros sanitários. Esse agravante é maior quando se refere aos polímeros, que são baratos, disponíveis em grande quantidade e com pouco valor agregado após o uso. O estudo proposto em parceria com a cooperativa de catadores de materiais recicláveis da cidade de Lorena teve como foco principal a reciclagem de rejeitos de polietileno de baixa densidade no sentido de obter um produto com valor comercial, a madeira plástica, visando contribuir no desenvolvimento técnico da reciclagem destes rejeitos, bem como nos aspectos sociais e ambientais relacionados. Foram produzidos compósitos de polietileno de baixa densidade com fibra natural de coco verde com o agente de reforço com porcentagem de 5 a 30% m/m. Para melhorar a adesão interfacial entre a fibra e polímero foi utilizado o compatibilizante polietileno graftizado com anidrido maléico a 2,5%. Os resultados mostraram que é possível obter êxito na reciclagem dos rejeitos de filmes de PEBD na forma de madeira plástica, sendo que o compósito de rejeito branco com 15% em massa de fibra de coco e o compósito de rejeito transparente com 30% de fibra de coco foram os materiais que apresentaram o melhor desempenho de propriedades mecânicas em termos de resistência ao impacto e à tração, obtendo valores superiores aos de madeiras comerciais. Portanto, a produção de madeira plástica a partir dos rejeitos de polietileno é uma maneira de aumentar a fonte de renda dos cooperados e promover ganhos ambientais com a redução do descarte de rejeitos plásticos poluentes no meio ambiente. / In today\'s world has being observed an increasing production of waste without adequate location, whose main destination is in landfills. This is a more serious aggravating when it refers on the polymers, that are inexpensive, available in large quantities and with little value after use. The present work, in partnership with pickers cooperatives of recyclable materials from the Lorena city, had mainly focused on recycling of low-density polyethylene waste in order to obtain a product with commercial value: a wood-plastic composite, to contribute to technical development recycling of waste as well as the social and environmental aspects. The composites were produced from low-density polyethylene with natural coconut fiber as a reinforcing agent at 5 to 30 wt%. For interfacial adhesion between the fiber and polymer was used a compatibilizer agent maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA) at 2.5 wt%. The results showed that it is possible to succeed in recycling LDPE film waste in the form of wood-plastic. The LDPE/coconut fiber composites from white polymeric waste containing 15wt% of fiber and LDPE/coconut fiber composites from transparent polymeric waste containing 30wt% were the materials with the highest mechanical performance related to impact resistance and tensile strength, reaching values higher than commercial woods. Therefore, the production of plastic wood from polyethylene waste is an alternative for improve the source of income of the cooperative and promote environmental gains by reducing the disposal of the polluting plastic waste in the environment.

Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T17:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rombaldo_CarlaFabianaScatolim_D.pdf: 2818147 bytes, checksum: eb790e05e31dc621e11ca7ea1a4eb2d7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As fibras obtidas diretamente de fonte animal, mineral e vegetal são definidas como fibras naturais, sendo as mais comuns: a lã, o linho, o rami, o sisal, a juta, entre outras. Essas fibras têm uma importância social muito forte em países tropicais, especialmente na geração de empregos na zona rural e em áreas economicamente deprimidas. As fibras naturais, em sua maioria, são leves, resistentes, não abrasivas, renováveis, biodegradáveis e recicláveis, características que permitem competir com outros materiais artificiais que tenham problemas de disponibilidade ou ambientais. Além dos compósitos desenvolvidos com fibras naturais, existem ainda os carvões ativados que se destacam como um material com elevada porosidade e alta capacidade de adsorção, tanto em fase liquida quanto em fase gasosa. Visando o aproveitamento de recursos naturais disponíveis no território nacional e buscando alternativas que sejam economicamente viáveis para a produção de carvão ativado (CA), o presente trabalho teve como objetivo geral utilizar as fibras de juta e as fibras de sisal como matérias-primas para a produção de CA. Os CAs produzidos foram testados para a remoção de benzeno em solução aquosa. A produção do CA foi baseada na carbonização e na ativação física com CO2 e vapor d¿água. Para avaliar a evolução da estrutura porosa dos CAs obtidos foi utilizada a técnica de adsorção de N2 a 77K. Os resultados indicaram a possibilidade de produzir um material poroso com uma combinação de estrutura micro e mesoporosa, dependendo dos parâmetros utilizados nos processos de carbonização e ativação. Foram realizados alguns ensaios de adsorção das frações solúveis da gasolina em água, tanto com os CAs provenientes das fibras naturais, juta e sisal, como em CAs comerciais. Foi possível observar que o CA proveniente da fibra de juta se mostrou tão eficiente quanto o CA comercial. / Abstract: The fiber obtained directly from animal, mineral and vegetable are defined as natural fibers, and the most common are: wool, linen, ramie, sisal, jute, and others; which have very strong social importance at tropical countries, especially for job creation in rural and economically poor areas. These fibers are lightweight material, resistant, non-abrasive, renewable, biodegradable and recyclable. Features that allow it compete with other artificial materials, which have availability or environmental problems. In addition to the natural fiber composites there are activated carbons which stand out as high porosity material with high adsorption capacity of liquid and gas phases. Aiming at the use of natural resources available in the country and seeking for alternatives that are economically viable for activated carbon production, this study has investigated the possibility of using jute fiber and sisal fiber as precursors for the production of activated carbon (AC). The produced AC were characterized and tested for benzene adsorption in aqueous solution. The AC production of was based on the carbonization and physical activation with CO2 and steam. To evaluate the porous structure of the produced activated carbon N2 adsorption at 77K was used. The adsorption results indicated the possibility of producing a porous material having a combination of micro and mesoporous structure, depending on the parameters used in the carbonization and activation processes. The water-soluble gasoline fraction adsorption experiments using natural fibers and commercial AC showed that both are equally efficient / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutora em Engenharia Quimica

[pt] Geopolímeros podem ser descritos como materiais aluminossilicatos estáveis e sintetizados, cujas propriedades apresentadas em estudos anteriores sugerem diversas vantagens quando comparados aos materiais à base de cimento Portland. Como, por exemplo, alta resistência inicial e bom desempenho quando expostos a altas temperaturas. Este trabalho apresenta um estudo experimental acerca do comportamento mecânico de matrizes geopoliméricas reforçadas com tecidos bidirecionais de juta em temperatura ambiente e quando submetidas a temperaturas elevadas. Geopolímeros à base de metacaulim, sílica ativa e escória de alto-forno foram produzidos com diferentes tipos de agregados (areia e chamote). Ensaios de compressão, tração e flexão foram realizados a fim de se determinar a resposta mecânica das diferentes matrizes e compósitos, e seu comportamento de fissuração, antes e depois da exposição a altas temperaturas. A interface fibra-matriz também foi analisada por meio de ensaios de arrancamento. Todos os compósitos exibiram comportamento de strain/deflection-hardening e múltipla fissuração. No geral, as matrizes contendo escória apresentaram maiores resistências, enquanto as matrizes de sílica e as combinações da matriz de metacaulim com agregados alternativos apresentaram aumento na tenacidade dos compósitos, permitindo uma maior tolerância à temperatura. Análises de DRX, TG e MEV foram utilizadas para investigar as características químicas e microestruturais dos materiais estudados. / [en] Geopolymers may be described as stable and synthesized aluminosilicate materials whose properties presented in previous studies suggest several advantages when compared to materials based on Portland cement, such as, high initial strength and good performance when exposed to elevated temperatures. This work presents an experimental study about the mechanical behavior of geopolymeric matrices reinforced with bi-directional jute fabrics under controlled lab conditions and high temperatures. Geopolymers based on metakaolin, silica and blast furnace slag were produced with different types of aggregates (sand and chamotte). Compression, tensile and flexural tests were performed in order to determine the mechanical response of different matrices and composites, along with their cracking behavior, before and after exposure to high temperatures. The fiber-matrix interface was also analyzed by pullout tests. All composites exhibited strain/deflection-hardening and multiple cracking behavior. In general, the matrix containing slag and sand showed higher strengths. Silica matrices and combinations of the metacaulim matrix with alternative aggregates showed an increase in the composites toughness, allowing a higher temperature tolerance. XRD, TGA and SEM were used to investigate the chemical and microstructural characteristics of the studied materials.

[pt] O aproveitamento sustentável de fibras naturais na construção de membranas estruturais arquitetônicas constitui a questão principal desta dissertação. A conjugação entre os Sistemas Modulares Têxteis e o estudo das interações entre as fibras naturais, tecnologias e o meio permite incorporar técnicas artesanais têxteis e parâmetros ambientais de sustentabilidade às estratégias de concepção e confecção de objetos de Arquitetura & Design. Impactos ambientais e sociais percebidos, tecnologias artesanais e industriais de aproveitamento de fibras naturais e suas relações com o meio físico e social, e as estratégias aprendidas na Natureza e reproduzidas através de experiências em Arquitetura & Design, são aqui investigados. A metodologia experimental com a realização de protótipos permitiu elaborar os princípios que fundamentaram as bases dos Sistemas Modulares Têxteis. As investigações realizadas contribuem para o aperfeiçoamento e adequação de tecnologias artesanais têxteis e fibras naturais disponíveis e pouco padronizadas, adaptando-as a diversos contextos através dos Sistemas Modulares Têxteis. / [en] The natural fibers sustainable use in architectonic structural membranes construction is the main question of this dissertation. The association between the Textile Modular Systems and the inter-actions studies between natural fibers, technologies, and environment, aloud to incorporate into conception and manufacturing strategies of Architecture & Design objects , textile craftsmanship technologies and sustainable environment parameters. Social and environment footprints perceived, industrial and craftsmanship technologies of natural fibers uses, their relations to the social and material environment, and the strategies learned from Nature and reproduced through experiences in Architecture & Design, are investigated here. The consumation of the Experimental Methodology through prototypes aloud to elaborates the principles that conceived the basis of the Textile Modular Systems. The investigations accomplished contribute to improve and adequate the textile craftsmanship technologies and the available non-patterned natural fibers, adapting them to several contexts through the Textile Modular Systems.

O aumento da produção pela agroindústria, ao mesmo tempo em que proporciona benefícios, gera uma grande quantidade de resíduos que, se não tratados de forma adequada, trazem malefícios à sociedade e ao ambiente. A utilização destes subprodutos diminui custos da produção, aumenta o aproveitamento total do alimento e reduz o impacto ambiental. Dessa forma, alguns subprodutos como cascas, sementes e bagaços podem ser transformados em ingredientes alimentícios. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as polpas e os resíduos do processamento de açaí, buriti e cupuaçu, bem como avaliar a melhor fonte de fibras para a elaboração de pães integrais. Os resíduos foram separados em: torta desengordurada de açaí, de buriti e cupuaçu; açaí integral; semente do açaí; endocarpo esclerificado do buriti; casca do buriti; buriti integral; semente do buriti; casca do cupuaçu; cupuaçu integral e semente do cupuaçu. Foram realizadas análises de composição centesimal e coloração nas polpas e resíduos, onde a casca de cupuaçu apresentou melhores características para elaboração de uma farinha para desenvolvimento dos pães. Os pães foram desenvolvidos substituindo parcialmente a farinha de trigo pela farinha de casca de cupuaçu (FCC) em 0%, 3%, 6% e 9% e analisados quanto à composição centesimal, fatores antinutricionais, propriedades físicas e aceitabilidade pelos consumidores. Para elaboração da FCC, as cascas foram lavadas, sanitizadas com hipoclorito de sódio, liofilizadas e trituradas em moinho de facas. Como resultados, os pães integrais tiveram sua composição centesimal quase inalterada em função da substituição da farinha de trigo pela farinha de casca de cupuaçu, exceto pelo aumento gradativo no teor de fibras alimentares em detrimento do teor de carboidrato. Assim, os pães com 6% de FCC, segundo a legislação brasileira, podem ser considerados como fonte de fibras e os pães com 9% com alto teor de fibras alimentares. O aumento do teor de FCC proporcionou diminuição no valor calórico dos pães em relação ao padrão, assim como melhor digestibilidade protéica in vitro; aumento não significativo nos teores de taninos; leve aumento no teor de fitatos e fenólicos totais, porém próximos aos encontrados na literatura. O valor de pH pouco variou nos pães. A farinha de casca de cupuaçu contribuiu para aumentar a diferença de cor dos miolos dos pães do que da crosta dos mesmos, onde maiores quantidades de farinhas de casca adicionadas promovem colorações mais escuras. O volume dos pães diminuiu proporcionalmente em relação ao aumento da substituição da farinha branca pela de casca, quando comparados ao pão padrão. Todos os pães encontram-se dentro da legislação em relação aos microrganismos. Para o teste de aceitação aplicado, constatou-se que 72,5% consumiam pães diariamente; 67,5% consideraram pães importantes na alimentação e 65,0% declararam importante o consumo de fibras para a saúde. Quanto à avaliação da qualidade, os pães com 0%, 3% e 6% de farinha de casca de cupuaçu obtiveram ótima aceitação e seriam adquiridos/consumidos por 92,5% dos provadores. / The increasing agribusiness production where as providing benefits, generates a large amount of waste that if not treated properly, may harm society and the environment. The use of these by products reduces production costs, increase the total utilization of food and reduce environmental impact. Thus, some byproducts such as hulls, seeds and meals can be processed into food ingredients. This study aimed to characterize the pulps and waste processing of assai, buriti and cupuassu as well as evaluate the best source of fiber for the production of whole grain breads. The residues were separated into: assai, buriti, cupuassu hulls, seeds and whole fruits as well as buriti sclerified endocarp and were analyzed for bromatological composition and pulp and waste coloR. Cupuassu hulls presented better characteristics for the preparation of a meal for the development of the loaves. The breads were developed by partially replacing wheat flour by ground cupuassu hulls (FCC) at 0%, 3%, 6% and 9% levels and analyzed for proximate composition, antinutritional factors, physical properties and consumer S acceptability. For preparation of the FCC, the shells were washed, sanitized with sodium hypochlorite, dried and crushed in a grinder of knives. As a result, the breads had their composition almost unchanged due to the substitution of wheat flour by cupuassu hull flour, except for a gradual increase in dietary fiber content at the expense of carbohydrate content. Hence, the breads with 6% of FCC, according to brazilian laws, can be considered as source of fiber and breads with 9% with high-fiber food. The increased content of FCC provideS a decrease in the caloric value of bread in relation to the pattern, as well as better protein digestibility in vitro, no significant increase in the levels of tannins, a slight increase in the content of phytate and total phenolics, but close to those found in the literature. The pH varied little in the breads. The cupuassu hull flour helped increase the difference in color between bread crumbs and crust, where larger quantities of hull flour promoted the darker hues. The loaf volume decreased proportionally to the increase of hull flour, when compared to standard bread. All breads are within the law in relation to microbiological patterns. For the acceptance test applied, it was found that 72.5% ate bread daily, 67.5% considered important in the diet breads and 65.0% reported significant fiber intake for health. Regarding the evaluation of quality, the bread containing 0%, 3% and 6% of cupuassu hull flour had great acceptance and would be bought or consumed by 92.5% of the panelists.

As fibras vegetais podem ser utilizadas nao somente para tecidos, mas tambem para fabricacao de fios, cordames, naotecidos, compositos em substituicao aos fabricados em madeira ou materiais sinteticos, sendo que o Brasil possui uma grande variedade de fibras naturais. O presente estudo teve como principal objetivo a caracterizacao fisico-quimica de seis fibras texteis vegetais de especies da familia Malvaceae: Sida rhombifolia L.; Sida carpinifolia L. f.; Sida cordifolia L.; Sidastrum paniculatum (L.) Fryxell; Malvastrum coromandelianum (L.) Gurck e Wissadula subpeltata (Kuntze) R. E. Fries. Foram realizados testes fisicos tenseis (resistencia e alongamento); microscopia optica (sem e com solucao de iodo); teores de regain e umidade; testes quimicos de combustao, determinacao do pH do extrato aquoso, efeitos de solvente organico, alcali e acido. Em adicao, foram feitos testes de DSC, TGA, SEM, FTIR, microscopia de luz polarizada, grau de polimerizacao e densidade. Os valores de tenacidade (21-33 cN/tex), alongamento (2-3%) e modulo de Young (10-20 N/tex) sao compativeis com as de fibras naturais de reconhecida empregabilidade textil, com excecao de Sida rhombifolia L. (12 cN/tex). Os resultados obtidos de microscopias opticas e SEM, combustao e regain (10-18%) sao compativeis com os de outras fibras celulosicas. Os testes de FTIR confirmaram presenca de celulose, hemicelulose e lignina, sendo que os testes de DSC e TGA indicaram as temperaturas de picos endotermicos e composicao de hemicelulose (285-337oC; 10-15%), -celulose (360- 365oC; 55-60%) e lignina (420-425oC, 11-27%), valores esses coerentes com os reportados em literatura para outras fibras lignocelulosicas. Em funcao dessas temperaturas, a possibilidade de emprego das fibras estudadas em compositos termoplasticos e bastante restrita. No entanto, por nao haver alteracao significativa de massa apos tratamento com solvente organico, ha indicacao que as fibras do presente estudo poderiam ser empregadas em compositos plasticos termorrigidos. / Vegetal fibers can be employed not only for fabrics, but also for the production of yarns, ropes, nonwovens and composites substituting those ones manufactured from wood or synthetic materials whereas Brazil has a great variety of natural fibers. The present study had as main objective the physicochemical characterization of six textile vegetal fibers of species from Malvaceae family: Sida rhombifolia L.; Sida carpinifolia L. f.; Sida cordifolia L.; Sidastrum paniculatum (L.) Fryxell; Malvastrum coromandelianum (L.) Gurck and Wissadula subpeltata (Kuntze) R. E. Fries. Tensile physical tests (resistance and elongation); optical microscopy (with and without iodine solution); moisture and regain contents; chemical combustion tests; aqueous extract pH; the effects of organic solvent, alkali, acid were carried out. In addition DSC, TGA, SEM, FTIR tests, polarized light microscopy, density and degree of polymerization tests were performed. The values of tenacity (21-33 cN/tex), elongation (2-3%) and Young s modulus (10-20 N/tex) are compatible with those ones from natural fibers of recognized textile employability, exception Sida rhombifolia L. (12 cN/tex). The results of optical and SEM microscopies, combustion and regain (10-18 %) are consistent with those of other cellulosic fibers. The FTIR tests confirmed the presence of cellulose, hemicellulose and lignin, whereas DSC and TGA tests showed endothermic peak temperatures and composition values of hemicellulose (285-337oC ; 10-15%) , -cellulose (360-365oC ; 55-60%) and lignin (420-425oC , 11- 27%), which are consistent with those reported in the literature for other lignocellulosic fibers. Taking in account these temperatures, the possibility of employing the studied fibers in thermoplastic composites is very limited. However, because no significant mass change after treatment with organic solvent, there is indication that the fibers of the present study could be employed in thermoset plastic composites.

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de compósitos de fibras e resina epóxi no reforço de emendas dentadas em peças de madeira. Inicialmente, foi avaliada a influência da trama das fibras de sisal e de curauá sem tratamento nenhum nas propriedades mecânicas à tração dos compósitos com resina epóxi. Igualmente, foram caracterizados na tração compósitos de fibras de vidro e tecidos de sisal. Posteriormente, foi avaliada a resistência à tração paralela às fibras de peças de madeira Pinus sp em tamanho estrutural para três tipos de tratamentos: (1) peças sem emendas e sem reforço, (2) peças com emendas e sem reforço e (3) peças com emendas reforçadas por compósitos de fibras de vidro e resina epóxi. Também foram realizados testes de tração em corpos de prova isentos de defeitos com emendas dentadas usando madeira Lyptus® para três casos: (1) sem reforço na emenda, (2) reforço na emenda com fibra de vidro e (3) reforço na emenda com tecido de sisal. Os resultados da influência da trama das fibras de sisal e curauá com a resina epóxi nos testes de tração mostraram que o tipo de trama não influenciou significativamente na resistência e no módulo de elasticidade. Na caracterização dos compósitos poliméricos, a resistência do tecido de sisal foi cerca de 44% da resistência da fibra de vidro. Nas peças estruturais, devido à baixa resistência da madeira de Pinus sp utilizada, não se justificou a utilização do reforço. Nos corpos de prova isentos de defeitos de madeira Lyptus® com emendas dentadas, a eficácia do reforço foi evidenciado, com aumento de 37% na resistência à tração com reforço de fibra de vidro e de 40% com reforço de tecido de sisal, em relação aos corpos de prova isentos de defeitos sem reforço. / The present research evaluate the reinforcing of finger joints in timber pieces with composite fiber and epoxy. Initially, the influence of the weft in the tensile mechanical properties of composites using sisal fibers and curaua without any treatment was evaluated. The characterization of composites made with sisal fibers and glass fibers were also carried out. Additionally, the tensile strength parallel to the grain for pieces of Pinus sp in structural sizes for three types of treatments: (1) pieces without finger joints, (2) pieces unreinforced finger joints and (3) pieces reinforced finger joints with composite fiberglass and epoxy resin, was evaluated. Also, was evaluated the tensile strength of the finger joint test specimens Lyptus® wood for three cases: (1) unreinforced finger joint, (2) reinforced finger jointed with fiberglass and (3) reinforced finger jointed with fabric sisal. The results of influence of the weft sisal fibers and curaua with epoxy resin of tensile test showed that the weft did not significantly influence the strength and the modulus of elasticity. The characterization of polymeric composites, the strength of sisal fabric was about 44% of the fiber glass strength. The structural size pieces, the use of reinforcement it is not justified due to the low strength of the Pinus sp wood used. The test specimens of Lyptus® wood with finger joints, the efficacy of the reinforcement was evident, with 37% increase in tensile strength with glass fiber reinforcement and 40% with reinforcement sisal fabric, compared to specimens without reinforcement.

O trabalho visou realizar um estudo sobre o comportamento mecânico e de inflamabilidade de estruturas aeronáuticas de interior fabricadas a partir de compósitos reforçados por fibras naturais, especificamente compósitos de resina fenólica com fibras de algodão e de sisal, verificando assim, a possibilidade de substituir compósitos sintéticos. Num primeiro momento, análises experimentais foram executadas para determinar as propriedades mecânicas dos materiais. Em seguida, análises computacionais foram realizadas, empregando as propriedades referentes aos compósitos sintéticos e reforçados por fibras naturais, utilizando critérios de falha e tendo como referência o desempenho do compósito sintético para uma dada estrutura aeronáutica de interior. Além disso, foram efetuadas análises do seu comportamento quanto à inflamabilidade. A incorporação de retardantes de chama foi necessária para que os compósitos reforçados por fibras naturais atendessem aos requisitos de certificação aeronáutica. Após o processo de aditivação, observou-se um aumento do módulo de elasticidade à flexão (55% para o compósito de algodão, 16% para o compósito de sisal) e a diminuição da tensão de ruptura à flexão dos compósitos reforçados por fibras naturais analisados (45% para o compósito de algodão, 55% para o compósito de sisal). No entanto, com o aumento da espessura da estrutura aeronáutica adotada (5,2% para o compósito de algodão, 10,7% para o compósito de sisal), conclui-se que a substituição do compósito sintético pelo natural seria viável. Isto acarretaria em um aumento de massa em 6,2%, caso a estrutura fosse fabricada em compósito reforçado por fibra de sisal. Finalmente, constatou-se que a fração mássica de aditivo utilizada tem grande potencial de otimização e, que a eficiência dos compósitos reforçados por fibras naturais ainda pode ser melhorada. / This dissertation has aimed to study the mechanical behavior and the flammability of aeronautical interior structures manufactured from composites reinforced by natural fibers, specifically phenolic resin and cotton and sisal fibers composites, verifying the possibility of synthetic composites replacement. Firstly, experimental analyses were performed to determine the mechanical properties of the materials. Then, computational analyses were carried out, using properties of synthetic composites and composites reinforced by natural fibers. Also, failure criteria were applied, considering the synthetic composite performance of an interior aeronautical structure as reference. Furthermore, the behavior regarding flammability was analyzed. The addition of flame retardants was necessary for the composites reinforced by natural fibers in order to attend the aeronautical certification requirements. After the addition of flame retardants, an increase in the flexural modulus of elasticity (55% for the cotton composite, 16% for the sisal composite) and a decrease in the flexural stress at break (45% for the cotton composite, 55% for the sisal composite) were observed. However, with an increase of the thickness of the aeronautical structure (5.2% for the cotton composite, 10.7% for the sisal composite), it was concluded that the replacement would be feasible, which would lead to a increase of the mass equal 6.2% for the sisal fiber composite. Finally, it was evidenced that the used flame retardant mass fraction has a great potential for optimization and that the natural composites efficiency can be improved.

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de compósitos de fibras e resina epóxi no reforço de emendas dentadas em peças de madeira. Inicialmente, foi avaliada a influência da trama das fibras de sisal e de curauá sem tratamento nenhum nas propriedades mecânicas à tração dos compósitos com resina epóxi. Igualmente, foram caracterizados na tração compósitos de fibras de vidro e tecidos de sisal. Posteriormente, foi avaliada a resistência à tração paralela às fibras de peças de madeira Pinus sp em tamanho estrutural para três tipos de tratamentos: (1) peças sem emendas e sem reforço, (2) peças com emendas e sem reforço e (3) peças com emendas reforçadas por compósitos de fibras de vidro e resina epóxi. Também foram realizados testes de tração em corpos de prova isentos de defeitos com emendas dentadas usando madeira Lyptus® para três casos: (1) sem reforço na emenda, (2) reforço na emenda com fibra de vidro e (3) reforço na emenda com tecido de sisal. Os resultados da influência da trama das fibras de sisal e curauá com a resina epóxi nos testes de tração mostraram que o tipo de trama não influenciou significativamente na resistência e no módulo de elasticidade. Na caracterização dos compósitos poliméricos, a resistência do tecido de sisal foi cerca de 44% da resistência da fibra de vidro. Nas peças estruturais, devido à baixa resistência da madeira de Pinus sp utilizada, não se justificou a utilização do reforço. Nos corpos de prova isentos de defeitos de madeira Lyptus® com emendas dentadas, a eficácia do reforço foi evidenciado, com aumento de 37% na resistência à tração com reforço de fibra de vidro e de 40% com reforço de tecido de sisal, em relação aos corpos de prova isentos de defeitos sem reforço. / The present research evaluate the reinforcing of finger joints in timber pieces with composite fiber and epoxy. Initially, the influence of the weft in the tensile mechanical properties of composites using sisal fibers and curaua without any treatment was evaluated. The characterization of composites made with sisal fibers and glass fibers were also carried out. Additionally, the tensile strength parallel to the grain for pieces of Pinus sp in structural sizes for three types of treatments: (1) pieces without finger joints, (2) pieces unreinforced finger joints and (3) pieces reinforced finger joints with composite fiberglass and epoxy resin, was evaluated. Also, was evaluated the tensile strength of the finger joint test specimens Lyptus® wood for three cases: (1) unreinforced finger joint, (2) reinforced finger jointed with fiberglass and (3) reinforced finger jointed with fabric sisal. The results of influence of the weft sisal fibers and curaua with epoxy resin of tensile test showed that the weft did not significantly influence the strength and the modulus of elasticity. The characterization of polymeric composites, the strength of sisal fabric was about 44% of the fiber glass strength. The structural size pieces, the use of reinforcement it is not justified due to the low strength of the Pinus sp wood used. The test specimens of Lyptus® wood with finger joints, the efficacy of the reinforcement was evident, with 37% increase in tensile strength with glass fiber reinforcement and 40% with reinforcement sisal fabric, compared to specimens without reinforcement.